-1-汽車變速器軸與軸承的設計計算過程案例過程案例1.1軸的功用及設計要求齒輪嚙合時存在的徑向力、圓周力和斜齒輪軸向力會使軸發(fā)生彎曲變形，這時需校核軸的強度。而傳動軸在齒輪工作期間轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的曲軸繞度與齒輪轉(zhuǎn)角,會直接導致轉(zhuǎn)動破壞軸與齒輪的軸向嚙合和轉(zhuǎn)動使兩個齒輪互相方向傾斜兩種現(xiàn)象的同時發(fā)生，所以軸的剛度校核是必要都。則在設計軸的時候需要考慮它都強度和剛度應考慮設計是否擁有足夠的剛度和強度。在設計變速軸時需考慮以下設計要求：（1）選材合理；（2）滿足工藝要求；（3）定位，使其可靠；（4）減小應力以提；（5）合理長度和直徑。1.2初選變速器軸的軸徑和軸長軸的最大支承徑向及其最小軸向的支承尺寸對其最小支承運動剛度的大小影響很大,且其最小軸長與支承的最大軸向在徑向和支承剛度之間應該互相保持協(xié)調(diào)。自動齒輪變速器內(nèi)部支承支撐軸的最大連接直徑和最小長度距離d與自動變速器內(nèi)部支撐軸承間的最大連接距離l公式可按下列的測量關系式順序進行初選:對第一軸及中間軸：對第二軸：（5-1）三相二軸式自動變速器的第二軸與第一中間軸的最大傳動直徑d之差可通過根據(jù)軸與中心軸間距離的a(mm)按照如下式進行初選:(5-2)d≈l=l=第一軸上的花鍵驅(qū)動部分可按直徑大小可分為根據(jù)渦輪發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩()按下式進行初選:（5-3）d=K第二軸各軸段最小軸徑：（5-4）式中：T－軸所受的扭矩；可查機械設計（第八版）P370表15－3，取所以計算得第二軸各軸段最小軸徑：齒輪3處：d=100齒輪5處：d=100齒輪7處：d=100齒輪9處：d=100齒輪11處：d=100當中心軸上分別開著一個鍵槽時,應適當增大鍵槽軸徑以通過考慮鍵槽對中心軸的振動強度作為緩解,同步器的火花鍵量應增加5%，中間軸有兩鍵槽且直徑小于100mm，增加10%。修正后，軸徑如下：二軸：齒輪3處：d齒輪5處：d=齒輪7處：d=46mm齒輪9處：d=50mm齒輪11處：d=52mm中間軸：齒輪4處：d=37mm齒輪6處：d=42mm齒輪8處：d=46mm齒輪10處：d=53mm1.3變速器軸的強度計算齒輪之間嚙合的軸向圓周傳動力、徑向傳動力及齒輪軸向傳動力等均可按照以下式計算求出:（5-5）（5-6）（5-7）（5-8）軸斷面的轉(zhuǎn)角不應大于0.002rad（弧度）。=0.05~0.10mm；=0.10~0.15mm。軸的合成撓度應小于0.20mm。1.3.1校核第二軸在各檔位下的強度與剛度Ⅰ檔：此時第二軸受到齒輪的作用力FFMMTM=σ=I=πffδ=f=Ⅱ檔：此時第二軸受到齒輪的作用力FFFMMTM=σ=I=πffδ=f=Ⅲ檔：此時第二軸受到齒輪的作用力FFFMMTM=σ=I=πffδ=f=Ⅳ檔：此時第二軸受到齒輪的作用力FFFMMTM=σ=I=πffδ=f=倒檔：此時第二軸受到齒輪的作用力FFMMTM=σ=I=πffδ=f=表5-1第二軸在各檔位下的強度與剛度一檔二檔三檔四檔倒擋（mm）0.0180.0310.0310.0190.016（mm）0.0480.0740.0740.0440.044（mm）0.0510.0770.080.0480.047（rad）-0.0000939-0.00005150.0001680.000376-0.000262（）256124.42122.61144.09119.591.3.2校核中間軸在各檔位下的強度與剛度第一擋FFMTM=σ=I=πffδ=f=第二擋FFFMMTM=σ=I=πffδ=f=第三擋FFFMTjM=I=πffδ=f=第四擋MMTjM=σ=I=πffδ=f=表5-2中間軸在各檔位下的強度與剛度一檔二檔三檔四檔（mm）0.0460.0530.0440.049（mm）0.1250.1200.1040.111（mm）0.1330.1310.1130.121（rad）-0.000368-0.0002560.00002830.000322（）161.66144.5111.42132.791.3.3校核倒擋軸的強度與剛度當和嚙合時：FFNMNMTjM=σ=I=πffδ=f=當和嚙合時：FFNMNMTj=σ=I=πffδ=f=1.4變速器軸承的選擇和校核1.4.1變速器軸承的選擇先來說說軸承的發(fā)展歷程，軸承其實在過去就已經(jīng)有了發(fā)展，它當時主要是為了降低摩擦，為了更小的不損壞當時的各種材料和工具。在今天，它在各種地方的使用依舊很高，尤其是在汽車的使用上面，它一般用于軸和齒輪之間，為減少他們之間的摩擦，使其的傳動效率更高。但是正是因為它位于軸和齒輪之間，接觸比較廣，損壞的可能性就越大，所以它的使用壽命比較短并且需要定期加潤滑油，來增加使用時間。我經(jīng)過一系列的查找資料和數(shù)據(jù)，就皮卡車該車型來說，更加適合深溝球軸承，因為深溝球軸承更加省力，使用壽命更加長。圖4-1滾動軸承的構(gòu)造滾動軸承一般是由外圈1、滾動體2、內(nèi)圈3和保持架4組成，如圖4-1.本設計輸入軸采用6308，輸出軸采用6407，中間軸前后軸承采用6405。1.4.2軸承壽命的計算對于使用五檔變速器的輕型載貨汽車，相對于四擋輕型載貨汽車，由于沒有了直接表3-6軸承承載時間的比較擋位四檔變速器五檔變速器123451%4%20%75%1%4%15%40%40%表5-7-動載荷系數(shù)相關表輸入軸軸承采用6308，N，所需要參與計算轉(zhuǎn)速為7850r/minX=0.55Y=1.8。－考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù)，對汽車來說，取1.2～1.8，在此取=1.4。=6988。h=11173.3h1.4.3第二軸軸承的選擇和校核輸出軸軸承采用6407m，N，極限轉(zhuǎn)速為8500r/min。=27171.99N=2852.23h1.4.3中間軸軸承的選擇和校核中間軸軸承采用6405，N，極